Laboratori del Sapere Scientifico

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1 Prodotto realizzato con il contributo della Regione Toscana nell'ambito dell'azione regionale di sistema Laboratori del Sapere Scientifico RESOCONTI INDICE

2 VOLUME E CAPACITA Dal confronto di liquidi al concetto di volume ISTITUTO COMPRENSIVO BARBERINO MUGELLO A.S. 2012/2013

3 Collocazione del percorso nel curricolo verticale Il percorso sul volume si colloca in classe quinta dopo la proposta dei seguenti percorsi che ne costruiscono i prerequisiti: Le misure lineari classe terza Il peso classe quarta L area classe quarta\quinta

4 Obiettivi essenziali di apprendimento Costruire nell osservazione e nella riflessione di esperienze concrete i concetti scientifici di capacità, volume... Individuare strumenti ed unità di misura appropriati alle situazioni problematiche in esame, fare misure e usare la matematica conosciuta per trattare i dati. Utilizzare e costruire, quando è possibile, strumenti di misura di capacità e di volume da utilizzare in situazioni concrete.

5 Elementi salienti nell approccio metodologico La didattica laboratoriale che pratichiamo permette all alunno di essere protagonista nella costruzione del proprio sapere. Tale didattica mette continuamente in relazione la dimensione dell esperienza con quella della riflessione necessaria allo sviluppo dei concetti. Questa metodologia procede per problemi, porta gli alunni a riflettere individualmente attraverso l uso della narrazione personale, per poi confrontarsi e discutere e, infine, riflettere collettivamente. Ogni attività si costruisce per cap ire qualcosa, riceve qualcosa dalla precedente e serve per la tappa successiva. Tutte le fasi di lavoro vengono documentate dagli alunni sul proprio quaderno attraverso narrazioni, riflessioni, schede, disegni, grafici.

6 Materiali apparecchi e strumenti impiegati Sono necessari i seguenti strumenti e materiali: 1. Contenitori di diversa forma e volume 2. Bottiglie di plastica 3. Metri quadrati 4. Metri cubi 5. Cartoncini di diverso colore 6. Righelli e squadre 7. Macchina fotografica

7 Ambiente in cui è stato sviluppato il percorso. Il percorso è stato sviluppato nei laboratori di matematica e scienze dell Istituto, ma può realizzarsi tranquillamente in aula purchè questa acquisti le caratteristiche del laboratorio e raccolga al suo interno gli strumenti e i materiali necessari allo svolgersi delle diverse esperienze. RESOCONTI INDICE

8 Tempo impiegato PER LA MESSA A PUNTO PRELIMINARE NEL GRUPPO LSS l i n t er o an n o scol ast i co PER LA PROGETTAZIONE SPECIFICA E DETTAGLIATA: 1 h set t i m an al e p er l i n t er a d u r at a d el p er cor so TEMPO SCUOLA DI SVILUPPO DEL PERCORSO 4 m e si PER DOCUMENTAZIONE 20 h

9 CONFRONTIAMO LIQUIDI Chiediamo loro di rispondere per scritto alla seguente domanda:

10 Alcune risposte.. Lorenzo

11 Claudia

12 Giulia

13 Alcuni bambini sottolineano che la quantità di acqua potrebbe essere diversa perché durante il travaso alcune gocce potrebbero essere rimaste nel primo contenitore. Questo è vero ma, le gocce di acqua che si perdono incidono in maniera irrisoria sulla quantità totale. E giusto quindi arrivare alle seguenti conclusioni La quantità di acqua rimane la stessa ( a parte una piccolissima quantità trascurabile) perché, durante il travaso, non viene né aggiunta né tolta acqua. L acqua assume forme diverse perché, essendo un liquido, prende la forma del contenitore in cui si trova. Se si ritravasa l acqua dal recipiente B al recipiente A si può constatare che si ottiene di nuovo lo stesso livello.

14 ALTRE ESPERIENZE E CONFRONTI Disponiamo sulla cattedra, presentando le situazioni una alla volta, coppie di recipienti contenenti acqua, come nelle foto sottostanti:

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17 Chiediamo ai bambini, in relazione ad ogni coppia di recipienti, di rispondere per scritto al seguente quesito: La quantità di acqua è la stessa oppure no? Perché? In genere, tutti i bambini rispondono facilmente al primo e al secondo quesito. La coppia più problematica è la terza. Alessio Alcuni bambini rispondono così

18 Giada

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20 Verifichiamo le ipotesi fatte dai bambini realizzando concretamente le esperienze che loro propongono. Questa Questaesperienza esperienzadà dà lalapossibilità possibilitàdidi affrontare affrontarei iproblemi problemi su supeso pesolordo, lordo,peso peso netto nettoeetara,in tara,in situazioni situazioniconcrete, concrete, significative significativeeeinserite inserite ininun unpercorso percorso didattico didatticopiù piùampio. ampio. N. N.B.: B.:qualora qualoral ipotesi l ipotesidel del misurare misurarelalaquantità quantità didiacqua acqua contenuta contenutanei neirecipienti recipientipesandola pesandola non nonfosse fossestata stataprospettata, prospettata,èè importante importanteintrodurla introdurlaperché perchéi i ragazzi ragazzidevono devonoininpiù piùoccasioni occasioni utilizzare utilizzaresia siaililpeso pesoche cheililvolume volume per perdiventare diventareconsapevoli consapevoliche che sono sonodue duelelemodalità modalitàfondamentali fondamentali per permisurare misurarelalaquantità quantitàdei deicorpi, corpi, aaprescindere prescinderedal dalfatto fattoche chesiano siano liquidi liquidioosolidi solidi

21 Riproponiamo un esperienza simile alla terza (cioè contenitori diversi e livelli diversi):

22 Se nessun bambino riuscirà a proporre soluzioni adeguate l insegnante può intervenire mostrando un piccolo recipiente (ad esempio un tappino) e chiedere: Secondo te, questo piccolo recipiente può servire per risolvere il problema? In Inquesto questomodo modonon nonsisi fornisce fornisceaiaibambini bambini una risposta una risposta prestabilita prestabilitama masisioffre offre loro lorouno unostimolo stimoloper per immaginare immaginare possibili possibili soluzioni. Il recipiente soluzioni. Il recipiente può, può,infatti infattiessere essere utilizzato come utilizzato comeunità unitàdi di misura. misura. Eleonora

23 I bambini capiscono che il tappino può essere considerato una unità di misura per stabilire la quantità di acqua contenuta in un recipiente, ma questa consapevolezza non è sufficiente, infatti essi devono capire che non si sta misurando solo la quantità di acqua ma anche lo spazio che essa occupa cioè il suo volume. Chiediamo loro di rispondere individualmente per scritto alla seguente domanda: Secondo te, i 13 tappini e un po, che cosa misurano del recipiente? II bambini bambinihanno hannodifficoltà difficoltà aarispondere rispondere aaquesta questa domanda; domanda; generalmente generalmente continuano continuanoaariferirsi riferirsi all acqua all acquaeedifficilmente difficilmente concentrano concentrano la laloro loro attenzione attenzionesul sulrecipiente recipiente

24 Alcune risposte Giulia Laura

25 Solo pochi bambini riescono a rispondere considerando veramente la richiesta fatta e quindi a concentrarsi sul contenitore Eleonor a Lorenzo

26 La discussione collettiva aiuterà tutti a comprendere che i 13 tappini e un po, oltre a misurare la quantità di acqua, misurano anche lo spazio interno del recipiente occupato dall acqua.

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28 Alcune risposte Claudia

29 Questo Questopercorso percorsodidattico didattico èèlungo lungoeecomplesso complessoed edèè pertanto pertantonecessario necessarioche, che, in inmomenti momentiprestabiliti, prestabiliti, l insegnante l insegnantefornisca forniscaai ai ragazzi ragazzidelle delleschede schededa da inserire inserirenel nelquaderno quaderno individuale. individuale.

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31 Continuiamo il lavoro sulla misura del volume dei liquidi orientandoci verso la costruzione dei sottomultipli dell unità di misura arbitraria (il tappino) da noi scelta Poniamo il seguente interrogativo:

32 Bianca

33 Niccol ò Samira

34 E IE M INS

35 I MULTIPLI

36 Samuele

37 Usando semplici bottiglie di plastica, opportunamente ritagliate e assemblate, si costruisce un sistema di misura non convenzionale.

38 LA SCALA DI MISURA NON CONVENZIONALE

39 Misuriamo la capacità di alcuni contenitori registrando anche alcune equivalenze fra misure

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41 Registriamo le marche e i numeri presenti sulle etichette

42 Chiediamo: I numeri e i simboli sulle etichette cosa indicano? Samira Alessandra

43 Caterina

44 Giulia

45 Litro (l), decilitro (dl), centilitro (cl), millilitro (ml) VANNO di 10 in 10, cioè: servono 10 ml per formare 1 cl servono 10 cl per formare 1 dl servono 10 dl per formare 1 l Il loro ordine dalla misura più piccola a quella più grande è il seguente: ml cl dl l Neanche il loro nome è stato stabilito a caso: il millilitro si chiama così perché è 1\1000 del litro, cioè 1000 volte più piccolo il centilitro si chiama così perché è 1\100 del litro, cioè 100 volte più piccolo il decilitro si chiama così perché è 1\10 del litro, cioè 10 volte più piccolo. ml cl dl sono i SOTTOMULTIPLI del litro Esistono anche i MULTIPLI del litro, sono: decalitro (dal) ettolitro (hl) chilolitro (Kl) Servono 10 l per formare 1 dal 10 dal per formare 1 hl 10 hl per formare 1 kl I MULTIPLI DEL litro SONO USATI POCHISSIMO SI PREFERISCE USARE SEMPRE IL litro.

46 Introduciamo ora le unità di misura convenzionali

47 LA SCALA DELLE MISURE DI VOLUME MULTIPLI kl hl SOTTOMULTIPLI dal l dl cl ml SONO MISURE CONVENZIONALI e servono per misurare il VOLUME. Sono normalmente chiamate MISURE DI CAPACITA. Si può continuare ad usare il termine CAPACITA, ma avendo consapevolezza che la CAPACITÀ non è altro che IL VOLUME INTERNO DI UN RECIPIENTE, e che, quindi, una misura di capacità è una misura del volume interno di un recipiente e contemporaneamente del volume del liquido contenuto.

48 IL volume dei liquidi viene, generalmente, nella vita quotidiana, misurato con il litro ed i suoi multipli o sottomultipli, ma il modo più generale di misurare il volume dei corpi è quello che si basa sul sistema metrico decimale che utilizza le seguenti unità di misura: cm, dm, m ecc In genere i bambini non hanno difficoltà a comprendere che il centimetro cubo è il volume di un cubo con il lato di un centimetro cubo e che quindi il decimetro cubo è il volume di un cubo con il lato di un decimetro ( e così via). La difficoltà sta nel capire le relazioni esistenti fra queste misure: in un decimetro cubo ci sono 1000 centimetri cubi Per questo è necessario che questa relazione venga analizzata tramite la costruzione concreta di decimetri cubi (con del cartoncino) e l accostamento e la sovrapposizione di 1000 centimetri cubi (utilizzando i cubetti del multibase)

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50 Altrettanto fondamentale è l esperienza della costruzione del metro cubo con del cartone e mediante accostamento di mille decimetri cubi. Almeno una volta nella vita è importante avere queste esperienze percettive Sappiamo perfettamente che le risorse per una scuola di qualità sono nella scuola elementare molto limitate, però pensiamo che sia innanzitutto un fatto di consapevolezza pedagogica: le risorse necessarie per materiali come questi, come bilance, becker, cilindri, ecc. sono limitate e pensiamo che debbano avere la precedenza rispetto ad altri materiali pur innovativi, quali gli strumenti multimediali.

51 Siamo consapevoli che l'effettuazione di questa operazione è meno praticabile per la difficoltà di disporre di 1000 dm3. Tuttavia, con qualche decina di dm3 (acquistati o costruiti dagli studenti con del cartone), gli studenti possono effettuare l'operazione di disporli in vari modi dentro il m3; possono così ricavare la relazione tra m3 e dm3 per estrapolazione dalla loro esperienza. E' questa un'astrazione più vicina alla loro consapevolezza percettiva: spostando, per esempio, 30 dm3 alla base di un m3, gli studenti possono comprendere facilmente che per completare la base ce ne vogliono altri settanta; spostando 30 dm3 lungo una superficie laterale del m3, si rendono facilmente conto che per riempire il m3 ci vogliono 10 piani di 100 dm3 ciascuno.

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53 Quale relazione tra le unità di misura del sistema metrico decimale e quelle connesse al litro? Collochiamo sul banco una bottiglia da 1 l ed un dm3 vuoto. Chiediamo ai bambini di ipotizzare quale relazione c'è tra il volume dei due contenitori.

54 Alcune risposte

55 Insieme

56 A quanti litri corrisponde un metro cubo?

57 Come si può misurare il volume di oggetti quali bilie, bulloni, monete, ecc...?

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59 Proviamo

60 Riflettiamo

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63 La riscrittura In Inmomenti momenti particolarmente particolarmente significative significativedei dei percorsi è opportuno percorsi è opportuno chiedere chiedereaiaibambini, bambini, dopo la discussione dopo la discussione collettiva, collettiva,di dirivedere rivedereilil proprio proprioscritto scritto individuale individuale arricchendoli arricchendoliee integrandoli integrandolisulla sullain in base del confronto base del confronto collettivo collettivosviluppato sviluppato in inclasse. classe.

64 La La riscrittura riscrittura di di Claudia Claudia mette mette in in evidenzia evidenzia come come ilil pensare pensare insieme insieme abbia abbia chiarito chiarito ilil suo suo pensiero. pensiero. Attraverso Attraverso un un linguaggio linguaggio più più articolato articolato ee preciso preciso Claudia Claudia dimostra dimostra di di aver aver concettualizzato concettualizzato con con più più consapevolezza consapevolezza che che l innalzamento l innalzamento dell acqua dell acqua corrisponde corrisponde al al volume volume del del solido. solido.

65 Resoconto

66 Verifiche degli apprendimenti Valutare significa documentare il processo di apprendimento degli allievi e i risultati da essi ottenuti, ovvero avere a disposizione elementi significativi su cui fondare la valutazione stessa. Tali elementi non si possono raccogliere solo e soltanto attraverso la strutturazione di prove di verifica siano esse più meno oggettive strutturate, semistrutturate, a scelta multipla a domande aperte, Nella proposta di insegnamento messa in atto attraverso questo percorso l interazione fra insegnamento, apprendimento e valutazione è costante. Nella progettazione del percorso si sono ricercate le modalità per documentare sul quaderno di lavoro individuale il processo di apprendimento dei singoli allievi Per questo il quaderno individuale degli alunni è lo strumento che contiene i documenti di valutazione più significativi; vi si trovano le descrizioni, le riflessioni, i semplici ragionamenti dei ragazzi e il loro sviluppo nel tempo, la loro capacità di prevedere,di ipotizzare, di arrivare a conclusioni più o meno significative elaborando le prime definizioni operative.

67 Accanto ad una simile pluralità di mezzi ( che la ricerca può arricchire e rendere sempre più significativi) sicuramente ha senso anche costruire prove più o meno strutturate da proporre ai ragazzi durante e al termine dei percorsi didattici, ma queste prove non potranno incidere più del 25% sulla valutazione complessiva dell alunno, proprio per la loro specificità che non può dominare, da sola, la complessità delle variabili che incidono sul processo di insegnamento apprendimento.

68 Esempio di prova di verifica strutturata

69 Risultati ottenuti: analisi critica in relazione agli apprendimenti degli alunni L apprendimento degli alunni si sviluppa progressivamente sulla base di esperienze vissute su cui si riflette, prima individualmente e poi collettivamente. E un apprendimento solido non solo perché offre ai ragazzi la possibilità di riferimenti esperienziali concreti, ma perché li invita a riflettere su quelle esperienze, a pensare e, soprattutto, a tradurre in linguaggio le proprie idee dando loro forma scritta. Le idee non si conoscono davvero finchè non si da loro forma linguistica chiara. Attraverso questo percorso, inoltre, si arriva gradualmente alla costruzione di concetti che rappresentano una conquista emozionante personale e collettiva. La parole emozionante non è casuale tutto il percorso didattico è ricco di momenti che emozionano fortemente gli alunni:

70 le esperienze, il riflettere sulle stesse, l analisi dell errore il confronto collettivo che porta alla condivisione della scoperta. Questa emotività diffusa degli alunni con l oggetto di studio è di fondamentale importanza non solo perché contribuisce a mantenere vivo l interesse e la motivazione, ma soprattutto perché le emozioni positive determinano un positivo coinvolgimento interiore che rende durevole quell apprendimento, consente di richiamarlo e usarlo anche nel tempo lungo.

71 Valutazione dell efficacia del percorso didattico sperimentato in ordine alle aspettative e alle motivazioni del gruppo di ricerca LSS Il percorso didattico sul volume è stato particolarmente apprezzato dai docenti di LSS perché riconosciuto altamente significativo rispetto alla prassi didattica consolidata. Generalmente, nella scuola primaria, le attività relative al concetto di volume vengono affrontate in due momenti distinti che corrispondono a due classi diverse. La prima volta in classe terza, quando vengono introdotte le unità di misura convenzionali di capacità e,successivamente, in classe quinta, in ambito geometrico, con le attività relative alla determinazione del volume di figure solide. Nella maggior parte dei casi, in classe terza, prima si lavora sulle unità di misura di lunghezza, facendo riferimento anche ad attività sperimentali che precedono l introduzione della scala delle unità di misura convenzionali, poi si introducono le unità di misura di peso e capacità.

72 Per queste ultime non viene ripetuta nessuna attività operativa, come se i concetti di peso e capacità, non dovessero essere compresi, anch essi, attraverso opportune esperienze che sappiano realizzare un graduale passaggio dal concreto all astratto. Per i concetti di peso e capacità, ci si limita, infatti, a proporre velocemente le scale delle unità di misura convenzionali e ad operare su di esse calcoli di vario tipo. Infine, in classe quinta, si introducono le unità di misura di volume che si basano sul sistema metrico decimale finalizzate prioritariamente alla soluzione di situazioni problematiche di calcolo del volume di figure solide. Questo tradizionale approccio mette in luce due evidenti problemi: da una parte si ritiene erroneamente che l aver lavorato a livello esperienziale sulle unità di misura di lunghezza sia sufficiente per permettere ai bambini di acquisire anche i concetti relativi al peso e al volume, dall altra lavorando separatamente sui concetti di capacità e volume si realizza la convinzione che si tratti di grandezze diverse. Ciò crea difficoltà di concettualizzazione e di applicazione significativa di tali grandezze sia nella scuola primaria che Secondaria. La correzione di questa anomalia ricorrente è stata considerata una conquista davvero significativa.

73 Anno Scolastico 2012\2013 BARBERINO M.LLO RESOCONTI INDICE